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DOPO衍生物含碳源合成与应用

【摘要】:本章继续探索兼具气相和凝聚相阻燃作用的DOPO衍生物。由多羟基化合物与含磷化合物合成的含碳源的含磷环状化合物具有很好的成炭作用,而发挥凝聚相阻燃作用。研究DOPO-DOPC用于PET和涤纶织物的阻燃性能,探讨阻燃机理。并将DOPO-DOPC与其他衍生物及DOPO进行比较,且与涤纶用商品含磷阻燃剂进行比较。

第四章的研究表明,DOPO-TPN对PET兼具气相和凝聚相阻燃作用(虽无直接证据显示环磷腈和磷杂菲有明显的协同阻燃效果),它作为共混添加型阻燃剂可赋予PET优异的阻燃性,但通过后整理的方式用于涤纶阻燃,阻燃效果不尽理想,且熔滴现象并没有得到改善,可能与DOPO-TPN较大的分子体积有关。本章继续探索兼具气相和凝聚相阻燃作用的DOPO衍生物。

有研究表明,对于不易成炭的热塑性高聚物,磷系阻燃剂的成炭作用不是很有效,因此,在不易成炭的聚合物中引入外部的成炭剂(即碳源)将有助于发挥磷系阻燃剂的成炭作用[3]

成炭作用是膨胀阻燃体系所包含的一种阻燃作用。在膨胀阻燃体系中主要有酸源、碳源和气源。碳源一般为含碳量高的多羟基化合物,如淀粉、季戊四醇和新戊二醇等[4-6]。由多羟基化合物与含磷化合物合成的含碳源的含磷环状化合物具有很好的成炭作用,而发挥凝聚相阻燃作用。Mauric等[7-9]合成了一系列的含多羟基化合物的含磷环状磷酸酯阻燃剂,用于聚酯等阻燃,可获得很好的阻燃性能。Vothi[10]合成了一种基于间苯三酚和2-氯-5,5-二甲基-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环己烷(DOPC)的阻燃剂(PCDMPP)用于聚碳酸酯的阻燃,当PCDMPP的添加量为5%时,聚碳酸酯垂直燃烧性能可达到UL-94 V-0级,其阻燃性能优于添加间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)(RDP)的聚碳酸酯阻燃性能。

将DOPO与DOPC结合得到含碳源的阻燃剂,同时获得气相和凝聚相阻燃作用,且阻燃剂分子体积较小,以后整理的方式用于涤纶阻燃可能可以克服DOPO-TPN较大分子体积的缺陷。用DOPO—CH2OH与DOPC反应合成2-磷杂菲-羟甲基-5,5-二甲基-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环己烷(DOPO-DOPC)。将DOPO-DOPC以共混的方式用于PET的阻燃,并将DOPO-DOPC用于涤纶织物的阻燃整理。研究DOPO-DOPC用于PET和涤纶织物的阻燃性能,探讨阻燃机理。并将DOPO-DOPC与其他衍生物及DOPO进行比较,且与涤纶用商品含磷阻燃剂进行比较。